Откуда на ближайшей к Солнцу планете лед: в Меркурий врезалась комета
Ученые выяснили, как на Меркурии появились запасы водяного льда. Журнал Journal of Geophysical Research: Planets опубликовал исследование, которое показывает, что лед на полюсах планеты накопился всего за один меркурианский день — он длится 176 земных суток. Воду принесла крупная комета или астероид, когда объект врезался в планету. Исследователи впервые создали полную компьютерную модель этого столкновения и пришли к выводу, что космическое тело могло быть крупнее и лететь медленнее, чем планетологи считали раньше.
Астрономы предполагают, что воду доставил тот же объект, который выбил на поверхности Меркурия кратер Хокусай диаметром 97 км. В симуляции ученые задали параметры астероида диаметром 17 км, который летел со скоростью 30 км/с. Менее чем через час после удара пар окутал всю планету и создал временную плотную атмосферу. В обычных условиях частицы света быстро разрушают молекулы воды — этот процесс называют фотолизом. Но модель показала, что плотная атмосфера принимает удар на себя и защищает внутренние слои пара. Благодаря этому эффекту самоэкранирования вода выживает и мигрирует к полюсам.
Компьютерная модель показала, что к концу одних солнечных суток свет разрушил около 46% пара в плотной атмосфере. Если бы атмосферы не было, распалось бы 96% воды. Защитный экран позволил 22,4% смоделированной массы воды добраться до полюсов. Там она осела в «холодных ловушках» — это постоянно затененные участки на дне глубоких кратеров, куда никогда не попадают солнечные лучи. В эти ловушки попало около 2,3 × 10¹³ кг льда, что совпадает с текущими минимальными оценками запасов. Так как пар разрушался медленнее, вода от удара в северном полушарии успела долететь до южного полюса, поэтому лед распределился по планете более равномерно.
Все о Меркурии: особенности самой маленькой планеты в Солнечной системе
Днем поверхность Меркурия нагревается до 430°C, поэтому сохранить воду там очень сложно. У планеты нет полноценной атмосферы, только экзосфера — сверхтонкий слой газа, который постоянно выдувает в космос солнечный ветер. Несмотря на эту жару, наземные и орбитальные телескопы видят на полюсах участки, которые хорошо отражают радарные сигналы. Это говорит о том, что в холодных ловушках действительно прячется лед. Он довольно чистый и образовался всего несколько сотен миллионов лет назад, то есть вода появилась там быстро и за один раз.
Хотя общая масса льда в модели совпала с оценками астрономов, его толщина оказалась другой. Симуляция выдала слой максимум в 37 см, тогда как радары показывают толщину в несколько метров. Ученые делают вывод, что в планету врезался более крупный и медленный объект, чем они заложили в модель. Авторы работы отмечают, что они учитывали только воду и не брали в расчет другие химические вещества. Также модель не учитывала процессы, которые длятся дольше одного меркурианского дня, например космическое выветривание и то, как мелкие метеориты постепенно перемешивают грунт. Исследователи планируют проверить другие параметры удара и ждут новые данные о толщине льда от космического аппарата BepiColombo.
Самое популярное
